Question

【题目】X、Y、Z、M、W是原子序数由小到大排列的五种短周期主族元素，其中X、Z、M、W四种元素的原子序数之和为32，在元素周期表中X是原子半径最小的元素，Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，Z、M左右相邻，M、W位于同主族。回答下列问题：

(1)Y在周期表中的位置是________, W的阴离子符号是_____。

(2) Z的单质的结构式为________。标准状况下，试管中收集满Z的简单氢化物后倒立于水中（假设溶质不向试管外扩散），一段时间后，试管内溶液中溶质的物质的量浓度为_______。

(3）由X、Z、M三种元素组成的化合物是酸、碱、盐的化学式分别为________（各举一例）。

(4）写出加热时Y的单质与W的最高价氧化物的水化物的浓溶液发生反应的化学方程式：____________。

(5）化合物甲由X、Z、M、W和Fe五种元素组成，甲的摩尔质量为392g·mol-1, 1 mol甲中含有6 mol结晶水。对化合物甲进行如下实验：

a．取甲的水溶液少许，加入过量的浓NaOH溶液，加热，产生白色絮状沉淀和无色、有刺激性气味的气体；白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

b．另取甲的水溶液少许，加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀；再加盐酸，白色沉淀不溶解。

① 甲的化学式为________。

② 已知100 mL 1 mol·L-1的甲溶液能与20 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液恰好反应，写出反应的离子方程式：____________。

Answer 1

【答案】 第二周期IVA族 S2- N≡N 0.045mol/L（或1/22.4mol/L） HNO3（或HNO2）、NH3·H2O、NH4NO3（或NH4NO2） C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

【解析】原子序数由小到大排列的五种短周期元素X、Y、Z、M、W，在周期表中X是原子半径最小的元素，则X为H元素；元素Y原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，Y为C或S，结合原子序数可知，Y不可能为S元素，故Y为C元素；Z、M左右相邻，M、W位于同主族，令Z的原子序数为a，可知M原子序数为a+1，W原子序数为a+9，X、Z、M、W四种元素的原子序数之和为32，则1+a+a+1+a+9=32，解得a=7，故Z为N元素、M为O元素、W为S元素。

(1) Y为C元素，在周期表中位于第二周期IVA族，W为S元素，W的阴离子符号是S2-，故答案为：第二周期IVA族；S2-；

(2)Z为N元素，单质的结构式为N≡N；标况下，Z的氢化物为氨气，氨气极易溶于水，试管中收集满氨气，倒立于水中(溶质不扩散)，一段时间后，氨气体积等于溶液的体积，令体积为1L，则试管内溶液的物质的量浓度为=0.045mol/L，故答案为：N≡N；0.045mol/L；

(3)X为H元素、Z为N元素、M为O元素。由H、N、O三种元素组成的化合物是酸、碱、盐的化学式分别为HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2)，故答案为：HNO3(或HNO2)、NH3·H2O、NH4NO3(或NH4NO2)；

(4)加热时，碳与浓硫酸发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O，故答案为：C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O；

(5)①取甲的溶液加入过量的浓NaOH溶液并加热，产生白色絮状沉淀和无色刺激性气味气体，过一段时间白色絮状沉淀变为灰绿色，最终变为红褐色，则说明甲中有亚铁离子和铵根离子，另取甲的溶液，加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀，加盐酸沉淀不溶解，则说明甲中有硫酸根离子，1mol甲中含有6mol结晶水，即甲的化学式中含有6个结晶水，甲的摩尔质量为392g/mol，则甲的化学式为(NH4)2Fe(SO4)26H2O，故答案为：(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O；

②100 mL 1 mol·L-1的甲溶液中含有0.1mol Fe2+，20 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液中含有0.02mol MnO4-，恰好反应生成铁离子和锰离子，反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。